1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Астрономический журнал
  4. T. 100, № 12, 2023

Астрономический журнал, 2023, T. 100, № 12, стр. 1121-1131

Гало темной материи в численных моделях при красных смещениях 0 ≤ z ≤ 9

М. Демянский 1, 2, *, А. Дорошкевич 3, 4, Т. Ларченкова 3, С. Пилипенко 3

1 Institute of Theoretical Physics, University of Warsaw
Warsaw, Poland

2 Department of Astronomy, Williams College
Williamstown, USA

3 Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН
Москва, Россия

4 Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
Москва, Россия

* E-mail: spilipenko@asc.rssi.ru

Поступила в редакцию 24.07.2023
После доработки 02.10.2023
Принята к публикации 23.10.2023

Аннотация

Для численной модели в диапазоне красных смещений $0 \leqslant z \leqslant 9$ рассмотрены свойства и эволюция гало темной материи (ТМ) с помощью предложенного ранее метода компактного анализа, позволяющего разделять влияние случайных и регулярных факторов на основные характеристики гало ТМ. В исследуемом диапазоне красных смещений при последовательном иерархическом скучивании маломассивных гало ТМ в центральный массивный объект наблюдается монотонная эволюция средних значений их базисных параметров – круговой скорости ${{{v}}_{c}}$, параметра ${{w}_{c}} = {{{v}}_{c}}{\text{/}}r$, а также массы. В диапазоне $3 \leqslant z \leqslant 9$ параметры эволюционируют медленно, а в диапазоне $0 \leqslant z \leqslant 3$ – быстро. Эволюция гало ТМ, образованных до реионизации, сводится к медленному изменению их средних характеристик и свойств периферии гало. Подчеркнута важная роль рано образованных массивных структурных элементов.

Ключевые слова: космология, гало темной материи

Список литературы

  1. E. Komatsu, K. M. Smith, J. Dunkley, C. L. Bennett, et al., Astrophys. J. Suppl. 192, 18 (2011).

  2. P. A. R. Ade, N. Aghanim, M. Arnaud, M. Ashdown, et al., Astron. and Astrophys. 594, 13 (2016).

  3. N. Aghanim, Y. Akrami, M. Ashdown, J. Aumont, et al., Astron. and Astrophys. 641, id. A6 (2020).

  4. D. J. Eisenstein, I. Zehavi, D. W. Hogg, R. Scoccimarro, et al., Astrophys. J. 633, 560 (2005).

  5. A. Cuceu, J. Farr, P. Lemos, and A. Font-Ribera, J. Cosmology and Astroparticle Phys. № 10, id. 044 (2019).

  6. V. Bromm and N. Yoshida, Ann. Rev. Astron. Astrophys. 49 (1), 373 (2011), arXiv:1102.4638 [astro-ph.CO].

  7. M. McQuinn, Ann. Rev. Astron. Astrophys. 54, 313 (2016).

  8. J. Bullock and M. Boylan-Kolchin, Ann. Rev. Astron. Astrophys. 55(1), 343 (2017).

  9. А. В. Засов, А. С. Сабурова, А. В. Хоперсков, С. А. Хо-персков, Успехи физ. наук 187 (1), 3 (2017).

  10. T. Naab and J. P. Ostriker, Ann. Rev. Astron. Astrophys. 55, 59 (2017).

  11. J. Tumlinson, M. S. Peebles, and J. K. Werk, Ann. Rev. Astron. Astrophys. 55(1), 389 (2017).

  12. R. Wechsler and J. Tinker, Ann. Rev. Astron. Astrophys. 56, 435 (2018).

  13. P. Salucci, Astron. and Astrophys. Rev. 27 (1), id. 2 (2019).

  14. J. Zavala and C. S. Frenk, Galaxies 7 (4), 81 (2019).

  15. J. D. Simon, Ann. Rev. Astron. Astrophys. 57, 375 (2019).

  16. I. de Martino, S. S. Chakrabarty, V. Cesare, A. Gallo, L. Ostorero, and A. Diaferio, Universe 6 (8), 107 (2020).

  17. L. Lovisari, S. Ettori, M. Gaspari, and P. A. Giles, Universe 7 (5), 139 (2021).

  18. S. Paduroiu, Universe 8 (2), 76 (2022).

  19. R. E. Angulo and O. Hahn, Liv. Rev. Computational Astrophys. 8 (1), id. 1 (2022).

  20. J. M. Bardeen, J. R. Bond, N. Kaiser, and A. S. Szalay, Astrophys. J. 304, 15 (1986).

  21. S. Chandrasekhar, Rev. Modern Physics 15 (1), 1 (1943).

  22. D. Lynden-Bell, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 136, 101 (1967).

  23. Ya. B. Zel’dovich, Astron. and Astrophys. 5, 84 (1970).

  24. А. Г. Дорошкевич, Астрон. журн. 57, 259 (1980).

  25. J. Fillmore and P. Goldreich, Astrophys. J. 281, 1 (1984).

  26. A. V. Gurevich and K. P. Zybin, Physics Uspekhi 38, 687 (1995).

  27. M. Demiański and A. G. Doroshkevich, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 306(4), 779 (1999).

  28. M. Demiański and A. G. Doroshkevich, Astron. and Astrophys. 422, 423 (2004).

  29. S. Hirano, N. Yoshida, Y. Sakurai, and M. S. Fujii, A-strophys. J. 855 (1), id. 17 (2018).

  30. W. H. Press and P. Schechter, Astrophys. J. 187, 425 (1974).

  31. J. R. Bond, S. Cole, G. Efstathiou, and N. Kaiser, Astrophys. J. 379, 440 (1991).

  32. R. K. Sheth and G. Tormen, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 329 (1), 61 (2002).

  33. R. K. Sheth, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 345 (4), 1200 (2003).

  34. R. K. Sheth and G. Tormen, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 350 (4), 1385 (2004).

  35. R. K. Sheth and G. Tormen, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 349 (4), 1464 (2004).

  36. J. Diemand, M. Kuhlen, and P. Madau, Astrophys. J. 667 (2), 859 (2007).

  37. M. Vogelsberger and S. White, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 413, 1419 (2011).

  38. A. Klypin, S. Trujillo-Gomez, and J. Primack, Astrophys. J. 740, id. 102 (2011).

  39. M. G. Walker, M. Mateo, E. W. Olszewski, J. Penarrubia, N. W. Evans, and G. Gilmore, Astrophys. J. 704 (2), 1274 (2009).

  40. M. S. Pawlowski, J. Pflamm-Altenburg, and P. Kroupa, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 423 (2), 1109 (2012).

  41. M. Demiański, A. G. Doroshkevich, S. Pilipenko, and S. Gottlober, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 414, 1813 (2011).

  42. J. Stücker, R. E. Angulo, O. Hahn, and S. D. M. White, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 509 (2), 1703 (2022).

  43. P. J. E. Peebles, Astrophys. J. 155, 393 (1969).

  44. А. Г. Дорошкевич, Астрофизика 6, 581 (1970).

  45. S. White, Astrophys. J. 286, 38 (1984).

  46. V. Springel, J. Wang, M. Vogelsberger, A. Ludlow, et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 391, 1685 (2008).

  47. T. Ishiyama, Astrophys. J. 788, id. 27 (2014).

  48. M. Boylan-Kolchin, V. Springel, S. White, A. Jenkins, and G. Lemson, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 398, 1150 (2009).

  49. A. Klypin, G. Yepes, S. Gottloeber, F. Prada, and S. Hess, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 457, 4340 (2016).

  50. T. J. Armitage, D. J. Harnes, S. T. Kay, Y. M. Bahe, C. Dalla Vecchia, R. A. Crain, and T. Theuns, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 474 (3), 3746 (2018).

  51. J. Wang, S. Bose, C. Frenk, L. Gao, A. Jenkins, V. Springel, and S. D. M. White, Nature 585, 39 (2020).

  52. A. E. Bayer, A. Banerjee, and Yu. Feng, J. Cosmology and Astroparticle Phys. № 01, id. 016 (2021).

  53. B. Faure, F. Bournaud, J. Fensch, E. Daddi, M. Behrendt, A. Burkert, and J. Richard, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 502 (3), 4641 (2021).

  54. M. Demiański, A. Doroshkevich, T. Larchenkova, and S. Pilipenko, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 525(2), 1922 (2023).

  55. J. Shull, B. D. Smith, and C. W. Danforth, Astrophys. J. 759 (1), id. 23 (2012).

  56. J. A. S. Fortunato, W. S. Hipólito-Ricaldi, and M. V. dos Santos, arXiv:2307.04711 [astro-ph.CO] (2023).

  57. T. Lemos, R. S. Goncalves, J. C. Carvalho, and J. S. Alcaniz, arXiv:2307.06911 [astro-ph.CO] (2023).

  58. M. Ayromlou, D. Nelson, and A. Pillepich, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 524 (4), 5391 (2022), arXiv:2211.07659 [astro-ph.GA].

  59. B. Wang and J.-J. Wei, Astrophys. J. 944 (1), id. 50 (2023), arXiv:2211.02209 [astro-ph.CO].

  60. I. Labbe, P. van Dokkum, E. Nelson, R. Bezanson, et al., Nature 616(7956), 266 (2023).

  61. M. Xiao, P. Oesch, D. Elbaz, L. Bing, et al., arXiv:2309.02492 [astro-ph.GA] (2023).

  62. S. Fujimoto, R. Bezanson, I. Labbe, G. Brammer, et al., arXiv:2309.07834 [astro-ph.GA] (2023).

  63. C. T. Donnan, D. J. McLeod, R. J. McLure, J. S. Dunlop, A. C. Carnall, F. Cullen, and D. Magee, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 520 (3), 4554 (2023).

  64. D. J. McLeod, C. T. Donnan, R. J. McLure, J. S. Dunlop, et al., arXiv:2304.14469 [astro-ph.GA] (2023).

  65. N. Menci, M. Castellano, P. Santini, E. Merlin, A. Fontana, and F. Shankar, Astrophys. J. 938 (1), id. L5 (2022).

  66. M. Castellano, A. Fontana, T. Treu, E. Merlin, et al., Astrophys. J. 948 (2), id. L14 (2023).

  67. E. Di Valentino, L. A. Anchordoqui, O. Akarsu, Y. Ali-Haimoud, et al., Astroparticle Phys. 131, id. 102606 (2021), arXiv:2008.11283 [astro-ph.CO].

  68. E. Di Valentino, L. A. Anchordoqui, O. Akarsu, Y. Ali-Haimoud, et al., Astroparticle Phys. 131, id. 102605 (2021), arXiv:2008.11284 [astro-ph.CO].

  69. E. Di Valentino, L. A. Anchordoqui, O. Akarsu, Y. Ali-Haimoud, et al., Astroparticle Phys. 131, id. 102604 (2021), arXiv:2008.11285 [astro-ph.CO].

  70. L. A. Anchordoqui, E. Di Valentino, S. Pan, and W. Yang, J. High Energy Astrophys. 32, 28 (2021).

  71. W. Beenakker and D. Venhoek, arXiv:2101.01372 [astro-ph.CO] (2021).

  72. М. Демянский, А. Г. Дорошкевич, Т. Ларченкова, С. Пи-липенко, Астрон. журн. 99 (9), 719 (2022).

  73. J. F. Navarro, C. S. Frenk, and S. D. M. White, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 275 (3), 720 (1995).

  74. J. F. Navarro, C. S. Frenk, and S. D. M. White, Astrophys. J. 490 (2), 493 (1997).

  75. М. И. Демянский, А. Г. Дорошкевич, Т. И. Ларченкова, Письма в Астрон. журн. 48 (7), 475 (2022).

  76. М. И. Демянский, А. Г. Дорошкевич, Т. И. Ларченкова, Астрон. журн. 100(5), 395 (2023).

  77. M. Ramella, M. J. Geller, and J. P. Huchra, Astrophys. J. 384, 396 (1992).

  78. A. J. Kelly, A. Jenkins, A. Deason, A. Fattahi, R. J. J. Grand, R. Pakmor, V. Springel, and C. S. Frenk, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 514 (3), 3113 (2022).

  79. A. Doroshkevich, D. L. Tucker, S. Allam, and M. J. Way, Astron. and Astrophys. 418, 7 (2004).

  80. J. Sommer-Larsen, S. Gelato, and H. Vedel, Astrophys. J. 519 (2), 501 (1999).

  81. A. Chiti, A. Frebel, J. D. Simon, D. Erkal, et al., Nature Astron. 5, 392 (2021).

  82. A. Chiti, J. D. Simon, A. Frebel, A. B. Pace, A. P. Ji, and T. S. Li, Astrophys. J. 939 (1), id. 41 (2022).

  83. D. Makarov and I. Karachentsev, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 412 (4), 2498 (2011).

  84. M. Ginolfi, E. Piconcelli, L. Zappacosta, G. C. Jones, et al., arXiv:2208.03248 [astro-ph.GA] (2022).

  85. A. Boksenberg and W. L. W. Sargent, Astrophys. J. Suppl. 218 (1), id. 7 (2015), arXiv:1410.3784 [astro-ph.GA].

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска содержание выпуска

Астрономический журнал

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал